Особистий погляд на Всесвіт та астрономію (оновлюється по суботах)

Субота, 26 листопада 2011 р

Щоб сміливо йти.

У неділю, 21 серпня 1977 року, в клубі «Муні» я схвильовано прочитав новину про запуск зонда «Вояджер-2», який починав свій Гранд-тур по Сонячній системі. Новину проілюстрували розмиті фотографії ревучої ракети серед хмари палаючого палива. Мені було 12 років. Моя колекція астрономічних та космічних досліджень починається в грудні 1977 року, я підозрюю, викликана цікавістю, яку викликала у мене подорож "Вояджер" (Вояджер 1, близнюк Вояджера-2, вилетів через пару тижнів).

Тоді ми дізнались про ці речі наступного дня. Сьогодні інше, звичайно. Сьогодні, наприклад, сьогодні, в суботу, 26:00 опівдні, ми зможемо побачити запуск Curiosity в прямому ефірі в Інтернеті, нового робота (це не маленький робот) збирається дослідити Марс. І ми можемо стежити за дослідженням планет, астероїдів, комет, супутників практично в реальному часі. Роками я, як міг, стежив за пригодами Вояджерів. Фотографії в газеті були жалюгідними, і інших джерел інформації не було багато. Але ах! журнал Національного географічного товариства приніс неймовірні повнокольорові зображення гіпнотичних хмар Юпітера, його супутників, які раптово стали світи.

2011

Де сьогодні "Вояджери", які завершили своє планетарне дослідження стільки років тому? Як би це не звучало неймовірно, ці два працьовиті роботи все ще працюють. Сьогодні вони знайдені в межах Сонячної системи. «Вояджер» 2, 32 роки, 4 місяці та 17 днів після початку своєї міжзоряної подорожі, знаходиться на відстані 14,9 мільярда кілометрів від Землі, приблизно в 100 разів більше, ніж відстань, яка відокремлює нас від Сонця. Інженери JPL, які їх побудували та керували ними всіма цими років і досі спілкуються з ними, використовуючи величезну антену Голдстоуна, яка зробила радіолокаційне сканування астероїда 2005 YU55 кілька днів тому. Комплекс зв'язку з глибоким космосом Голдстоун є частиною мережі "Глибокий космос" Космічна мережа, ім’я, яке мені завжди здавалося чудовим. "Де ти працюєш?" "В Інтернеті глибокого космосу". Вуф.

Повертаючись до Voyager 2. Минулого тижня вас попросили вимкнути свої первинні рушії та увімкнути резервні машини. Це заощадить кілька ват енергії, що збереже її на довгі роки. Радіоповідомленню з інструкціями, що рухалося зі швидкістю світла, знадобилося більше півдня, щоб дістатися до зонда. Більше ніж через добу інженери отримали відповідь, в якій говорилося, що Voyager 2 успішно здійснив заміну двигуна. Первинні двигуни стріляли 318 000 разів, вони заслужили перерву. Резервні ніколи не використовувались під час польоту, і вони чудово працювали, як тільки їх увімкнули. Мрія будь-якого інженера.

Хіба я сказав, там, вгору, поїздка міжзоряний? Так: міжзоряні подорожі; це не було помилкою. Виконавши свою основну місію дослідження гігантських планет нашої Сонячної системи, обидва Вояджери сьогодні є міжзоряними космічними кораблями. Їм вистачає швидкості, щоб уникнути потужного впливу Сонця, і вони збираються покинути те, що можна було б назвати межею Сонячної системи. Сонячний вітер, який бурить майже 400 км/с на висоті Землі, втрачає свою силу, віддаляючись від Сонця. Десь, штовхаючись проти тонкого газу, що заповнює міжзоряний простір, сонячного вітру! це зупиняється! Близько року тому "Вояджер-1" повідомив, що радіальна швидкість сонячного вітру дорівнює нулю. Нуль. Нічого. Просто цівка "збоку", можливо, частина свого роду "хвоста", утвореного рухом Сонця в Галактиці.

Коли швидка рідина поширюється в середині повільнішої рідини, вона з часом зупиняється. Там, де він зупиняється, відбувається щось дивне: рідина продовжує надходити ззаду. Тож він сповільнюється, накопичується, стає густим і гарячим. Утворюється «ударна хвиля», яка по-англійськи називається термінаційний шок. Ця ударна хвиля охоплює сонячний міхур вітру, геліосфера. Сам міхур рухається разом із Сонцем навколо Галактики, штовхаючи слабкий міжзоряний газ, який утворює луковий шок, такий слід, як той, що утворюється на човні, коли вода штовхається. Наразі обидва Вояджери перебувають у цьому проміжному регіоні. Кілька місяців тому Voyager 1 повідомив, що виявив щось несподіване: здається, що цей проміжний регіон, геліошип, це піна газів і магнітних полів, які утворюють турбулентну структуру. Це ніби Сонячна система подорожує по Галактиці, огорнута цими плівками бульбашок.

Досить просто зробити домашню демонстрацію того, що відбувається з сонячним вітром у його програшній битві проти міжзоряного середовища. Все, що вам потрібно, - це кухонна мийка з невеликою кількістю води і цівкою з крана. Вода, що падає, стикається з басейном і дуже швидко радіально розширюється, утворюючи тонкий лист води. Відсуваючись від центру, він втрачає силу, поки не перестане натискати на нерухому воду. Тиха вода являє собою міжзоряний газ. Поширений потік - сонячний вітер. Ви чітко бачите ударну хвилю термінаційний шок де вода нагромаджується. Це кордон, який перетнули Вояджери. Єдиного, чого нам бракує, - це магнітне поле Сонця, а також вода не має електричного заряду, що, здається, і утворює бульбашки. Але якщо ми трохи збільшимо потік струменя, за закінченням удару утворюється симпатичний турбулентний шар, повний піни, де сонячний вітер і міжзоряне середовище змішуються.

Усі ці межі абсолютно невидимі в нашій Сонячній системі, і донедавна вони були догадливими. Вояжери вперше спостерігають за ними за допомогою своїх магнітних приладів. Але в інших системах, або через те, що зірка надзвичайно енергійна, або через те, що міжзоряне середовище щільніше і яскравіше, ці структури можна чітко помітити. Зображення із зображенням веб-сайту "Вояджер" базується на цьому спостереженні за зіркою Зета Офіучі, зробленому космічною обсерваторією WISE. Zeta Oph - важковаговик, синій надгігант, який вбудований у щільну хмару газу та пилу, через яку він рухається з неймовірною швидкістю 87 тисяч кілометрів на годину. Поєднання цих трьох речей сприяє формуванню а луковий шок видимий, яскравий, щільний ударний слід, який можна зобразити в інфрачервоному світлі.

Ще через кілька років два Вояджери перетнуть геліопауза і повністю увійшли в холодний міжзоряний простір, і вони продовжуватимуть надсилати нам свої спостереження, перші прямі вимірювання всієї цієї області, яка, як ви можете собі уявити, є досить гіпотетичною. Ядерні акумулятори до 2025 року закінчаться. Але ніщо не зупинить їх. Вони неминуче продовжуватимуть подорожувати серед зірок, наші перші дослідження поза межами Сонячної системи. Сміливо йти туди, куди ще ніхто не ходив.

Фотографія Z Oph - з NASA/JPL/WISE. Ілюстрація геліосфери базується на анотації мною від JPL. Інші ілюстрації - мої. Назва та кінцева фраза - зі Зоряних Походів; Я не приймаю відповідальності за відокремлення інфінітива.